BA系统

BA系统（精选7篇）

BA系统 篇1

将控制信号转换成角位移或直线位移输出，并通过调节机构改变被控对象的物质量(或能量)，达到控制温度、压力、流量、液位、空气湿度等工艺参数的目的。

本期中，我们关注BA系统中的执行机构，采用了“大家谈”的形式，探讨了现阶段BA系统用的阀门方面的关注点;电动平衡阀的适用场合;工程中由谁来做阀门的选型;执行器和阀门是否要分开来选;阀门国产化的问题;阀门选择的注意事项以及阀门的安装、维护等方面。

一个控制系统如果需要有高精确度和灵活可靠的控制性能，就必须采用先进的执行器机构。在探讨了BA系统用的阀门的一般问题后，我们也为大家推荐了一些优秀的用于BA系统的阀门和执行器，并编排了技术文章详细对楼宇自动化系统中应用的执行器进行了研究，为空调水系统的调节阀、执行机构的选择提供了工程设计方法，并就调节阀的节能选型进行了讨论。同时，选择正确流量特性和合适口径的电动水阀是BA系统成功的重要保证。“水阀与驱动器的尺寸计算及选择”一文，详细介绍了水阀及驱动器的工程选型方法。

小阀门看似简单，其实大有学问。真切期待大家继续参与我们的讨论，把您的观点告诉我们，让我们共同把阀门的讨论继续下去!

本栏目欢迎您提出宝贵意见与建议，感谢您的参与与支持!

栏目编辑：王洪涛E-mail:wanghongtao@ibrchina.com

太原洲际酒店BA系统设计 篇2

关键词：楼宇自控系统,功能,设计,故障

1项目概述

项目地址:阳光城环球金融中心位于太原市长风商务区内, 集阜北街以北, 谐园路以东, 长兴南街以南, 集阜西路以西。

项目概况:总建筑面积:201 672 m2。工程由酒店, 公寓及写字楼组成, 其中酒店部分建筑面积:48 340 m2, 酒店地上19层, 建筑高度89.90 m;约有客房391间, 是由国际酒店品牌经营管理的五星级酒店。

2楼宇自控系统BA系统概念简介

楼宇自控系统Building Automation是通过对建筑物内的各种供配电设备、空调设备、冷热源设备、火灾报警及联动设备、安防设备等进行集中监控, 达到安全、高效、舒适、节能的目的。

广义的楼宇自控系统包括:

1) 建筑设备自动化子系统;

2) 火灾自动报警与消防联动控制子系统;

3) 安全防范自动化子系统。

狭义的楼宇自控系统只包括第一个子系统, 本工程只介绍第一个子系统。

3洲际酒店BAS系统设计介绍

系统主要实现对建筑内主要机电设备的管理和控制功能, 通过合理的控制和管理达到节能和延长设备寿命的目的, 对以下对象的监测和控制:冷水机组及泵组;换热机组;热水锅炉;空调机组;送排风机;给排水系统;公共区域照明控制系统。自带智能控制或由第三方控制的, BA系统只进行监控的有:厨房冷库故障报警;电梯系统;供配电系统;游泳池专用热泵系统;柴油发电机系统。根据酒店管理方要求, 共设2个BA系统工作站, 控制中心设置在安防消控室, 另一个设置在酒店工程部办公室。

本系统为集散控制系统, 采用管理层、控制层两层网络结构。在管理层, 工作站和网络控制器通过以太网相连, 速率不低于76.8 kbps, 通讯电缆采用超五类屏蔽双绞线。在控制层, DDC控制器采用总线手拉手的方式连接, 总线采用RVVP-2x1.0通讯电缆, 与自带控制系统预留的接口也采用RVVP-2x1.0通讯电缆, 通讯协议为开放式BACnet, 系统容易扩展, 见图1。DDC控制器带有CPU及先进的PID算法, 具备独立工作能力, 避免由于网络控制器故障而引起的大范围远程监控瘫痪。

系统具有报警功能, 当某DDC故障时, 能向中央工作站报警并显示, 不影响整个网络的正常工作, 故障排除后能自动投入运行。当某设备报警时, 无论工作站计算机在任何画面, 都能在屏幕上显示出来, 并显示该设备的参数。全部报警信息均记录在数据库中, 并可按权限查询或打印。

应用软件应易用、可靠, 满足对整个系统的自动检测、控制和管理要求, 且为用户留有后续维护管理的手段。本系统采用微软Windows2003/xp中文操作系统;系统支持SQL (结构化查询) 数据库;系统可灵活的设置不同操作者的权限, 每个用户的登录及操作都通过日志文件记录保存, 日志文件应不可修改。支持多用户同时访问;支持EMAIL、电话传呼、自动打印、SNMP等方式管理报警信息;具有趋势分析功能。系统必须直接或间接地支持现在的主流通讯协议如Lonwork, Modbus, TCP/IP, CORBA等。

1) 空调系统。

空调系统主要监控对象是空调机组、新风机组、送风机、排风机等设备。空调机组监控包括送回风温度、湿度, 冷热水阀的调节, 风阀的调节, 设备的启停、工作状态、故障报警、自动/手动切换、过滤网压差报警等。新风机组监控包括送风温度、湿度, 盘管的防冻保护, 冷热水阀的调节, 风阀的调节, 设备的启停、运行状态、故障报警、手自动切换、过滤网压差报警等。中央监控系统可控制所有送、排风机、空调等末端设备;风机盘管公共区域需考虑群控。

2) 冷热源系统。

BA对冷热源的监控, 主要对象是空调冷水机组、热水锅炉及空调水泵等设备。本项目为2台离心式冷水机组, 1台螺杆式冷水机组, 3台承压热水锅炉, 2台蒸汽锅炉。包括对冷水机组、水泵、冷却塔、电动阀门的运行状态进行监测、记录、报警;对冷水机组、水—水热交换器的供回温度、冷冻水供回温度、冷却水供回温度、热水供回温度的监测;以及对空调冷冻水系统、热水系统的总供回水温度的监测。根据分、集水器的压差, 控制旁通阀, 根据负荷的大小, 控制冷水机组运行台数, 冷水机组、冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔按程序启动, 停机则为逆程序。冷冻机启、停与相应的冷冻水管, 冷却水管上电动蝶阀联锁。对冷冻水、空调热水的供水温度再设定控制。根据冷冻机冷却水入口温度, 控制冷却水旁通阀。根据冷却塔出水温度, 控制冷却塔风机的启、停。根据室外温湿度切换制冷方式 (冷水机组制冷方式或冷却塔制冷方式) 。对冷却塔出水温度的监测及空调供、回水集管压差的监测, 冷却塔进出水阀的调节。

3) 游泳池专用热泵系统自带智能化系统, 与BA系统采用网络接口连接, BA系统只监不控。

4) 公共区域照明控制系统。

客房楼层区域的公共照明, 采用简单的场景控制, 在照明回路上设置全开、1/2开、1/3开等, 根据不同时段, 由BA系统进行定时控制。大堂、大堂吧、西餐厅、中餐厅零点区域、特色餐厅、酒吧、行政酒廊等公共区域的照明, 根据室内装饰设计, 采用多种场景控制, 来体现出不同的环境氛围, 场景控制器的操作面板应设计在合理的位置, 如吧台、收银台或配电控制间内。

洲际酒店宴会厅、多功能会议厅和其他会议室的灯光系统属于专用会议系统, 建筑的泛光采用第三方智能照明控制, 上述部分BA系统通过接口方式进行监控。

5) 供配电系统。

酒店设变电所采用独立控制系统, BA系统只监不控。BA系统通过网关检测如下数据:主进线断路器、馈线断路器、联络断路器的分合闸状态和故障跳闸报警;各回路的电压、电流趋势和历史数据;低压侧零序电流及历史数据;进出线回路功率因数及历史记录;功率因数补偿电流及历史记录;变压器的线圈温度、超温报警、强制制冷风机工作状态。

应急发电部分:油箱油位, 各开关的状态, 蓄电池电压, 发电电流, 电压, 频率, 应急系统切换开关和出线开关状态显示、发电机综合故障报警和启动信号。同理, BA系统对应急发电系统只监不控。

6) 给排水系统。

给排水系统的监控对象主要是生活用水水泵、水箱, 地下排水集水坑、排污泵、消防泵等。生活水系统:积水井、高低区水箱均设低水位和超高水位报警。各种水泵的工作泵和备用泵要求一个月自动切换一次。各生活水泵、增压泵、空调供水泵、热循环泵的控制、运行状态显示和故障报警。消防水系统:消防泵、喷淋泵、消防稳压泵、喷淋稳压泵运行状态显示、故障报警。

排水排污系统:排水坑和排污坑的液位监测和超高位报警。排水泵和排污泵的控制, 运行状态显示和故障报警。污水处理装置状态显示和故障报警。

楼宇自控系统可以提升酒店的形象, 并且可以减少设备故障率, 降低客人投诉率, 降低设备维护费用, 精简管理人员, 简化管理流程, 产生良好的经济效益。

参考文献

[1]洲际酒店集团工程设计技术标准[Z].

BA系统 篇3

随着企业信息化建设的不断完善, 企业内部新增的业务支持系统也越来越多, 这些系统大都是基于Web架构的应用, 每个系统都有自己的一套认证方式和用户管理, 这给整个公司的统一管理带来了不便, 同时也带来了许多安全的隐患, 应用单点登录技术SSO (Single Sign-On ) 可以很好地解决这些问题。

“单点登录”简单说, 就是用户只需在网络中主动地进行一次身份认证, 随后便可以访问其被授权的所有网络资源, 而不需要再主动参与其他的身份认证过程。单点登录概念的提出, 是信息化不断深入以及网络应用不断推广的必然结果。

目前按照网络布局的不同, 单点登录的设计模型可以分为以下几种:

(1) 基于经纪人模型 这种模型有一个集中的认证和用户账号管理的服务器, 通过使用中央认证服务器和中央数据库减少了管理代价, 并为认证提供一个公共和独立的“第三方”, 就像一个“经纪人”一样, 采用这种模式的产品有Kerberos、Sesame、IBM KryptoKnight等。

(2) 基于代理模型 这种模型有一个自动地为不同的应用程序认证用户身份的代理程序, 需要设计不同的功能, 代理人在服务器的认证系统和客户端认证方法之间充当一个“翻译”, SSH是一个典型的基于代理人模型的例子。

(3) 基于令牌模型 这种模型利用SecurID、WebID及现在被广泛使用的口令认证、邮件服务器的登录认证等, 是一种简单易用的方式, 实现一个口令在多种应用中使用。

(4) 基于网关模型 这种模型在网络入口处设置防火墙或专用加密通信设备作为网关, 而资源则被隔离在受信网段内, 当用户需要访问网关后面的应用服务器时, 首先需要通过网关进行认证, 通过后网关自动将用户身份传递到要访问的目标应用服务器进行认证, 认证通过后, 用户通过网关对应用系统进行后续的访问。

以上各种方式在实现上都有自己的优势:基于经纪人模型的主要优点是实现用户的统一管理;基于代理模型的好处是实现比较灵活, 对应用本身的修改较少;而基于令牌模型的特点是采用令牌方式识别用户身份, 安全性较高。

同时它们也各有局限:基于经纪人的模型需要修改原有应用, 来适应新的认证机制, 开发量大, 此外还不支持匿名用户对各系统的访问;基于代理的模型中用户的登录凭证要在本地存储, 安全性不好, 并且还需要针对每个应用系统提供相对应的代理插件, 实施和维护管理成本高;基于令牌的模型需要各个系统重新开发识别统一的令牌, 开发量大, 应用面窄;而基于网关的模型对企业中现有的网络环境要求比较严格, 同时需要现有的企业应用来适应单点登录系统, 所以应用范围并不广。

因此, 结合上述前三种模型的优势, 本文提出了基于经纪人、代理与令牌混合模式的解决方案——基于BA-T模式的跨域单点登录系统。

1 系统结构设计

基于BA-T模式的跨域单点登录系统架构如图1所示。系统主要包含以下几个模块:集中认证服务器模块 (BrokerServer) , 通过Web的界面向外提供集中认证及鉴权的服务;应用代理模块 (WebAgent) , 在应用端部署, 用于实现请求拦截、用户标识管理、加密解密等;基础鉴权服务器模块, 主要提供集中用户管理及基础鉴权服务, 可以是专业厂商提供的服务例如微软的AD服务等, 也可以是用户自行开发, 目前这方面的技术比较成熟, 一般都采用厂商的产品。

在用户访问过程中系统维护两种令牌, 一种是单点登录令牌 (SSOUserToken) , 保存在客户端Cookie中, Cookie设置为“浏览器关闭时就过期”, 不会形成文件保存在客户端, Cookie内容采取对称加密算法加密;另一种是应用令牌 (AppUserToken) , 以Seesion方式保存在服务器端。

在此架构下, 单点登录的具体实现过程为:

(1) 访问业务系统 用户的浏览器首先去访问业务系统, 业务系统中的WebAgent会拦截所有的请求, 识别用户有无令牌 (即有无通过认证) , 如果未通过认证, WebAgent将请求会重定向到BrokerServer中的登录页面;

(2) 输入用户信息 用户在BrokerServer中的登录页面中输入用户信息, 请求进行身份验证;

(3) 身份验证 BrokerServer将用户身份送往统一的基础鉴权服务器进行身份验证;

(4) 返回SSOUserToken 验证通过后 (即登录成功) , BrokerServer系统会生成一个名为SSOUserToken的令牌 (包含登录用户的登录名UserID、该登录默认有效截止时间等信息) , 对于与BrokerServer在相同域中的Web App, 将直接写入Cookie中, 对于不在同一域中的Web App, BrokerServer在返回时通过URL将SSOUserToken作为参数返回, 这样就实现了跨域的单点登录;

(5) 生成AppUserToken 随后BrokerServer将用户请求重定向回业务系统, 同时业务系统根据SSOUserToken生成业务系统的AppUserToken, 储存在服务器Session中, 本次登录完成;

(6) 若用户从业务系统访问其它系统 (如办公系统或人财物系统等) 时, 该系统中的WebAgent会从Cookie中获得SSOUserToken, 无需用户重新输入身份信息, 达到SSO的效果;如果办公系统不存在AppUserToken, 则使用SSOUserToken信息建造自己的AppUserToken, 以后该系统就直接使用此AppUserToken来进行身份验证。

基于BA-T模式的跨域单点登录系统的优势及特点:采用了集中认证模式, 从而易于管理;为降低开发难度, 对DotNet架构及Java架构的应用提供了统一的WebAgent模块供调用, 遵循统一的标准或做简单的改造即可接入, 与纯代理人方案比, 应用改造成本大为降低;系统用双令牌模式进行身份验证, 即保证了安全性, 又实现了灵活性;支持将加密的用户令牌以URL参数传递, 支持跨域的单点登录。

2 系统关键技术

2.1 令 牌

本方案中所有的系统在用户登录时都要对用户进行身份验证, 令牌 (Token) 就是用户信息的集合, 这些信息可能包括UserID、IP、MAC等不重复编码来进行用户的识别和认定, 同时还可能包括用户其它方面的情况, 如用户权限、名字、喜好等信息, 令牌除了存储这些信息外, 还使用特定的技术来防止复制和伪造并进行传输和验证。本方案中使用两种令牌:

(1) 单点登录令牌 主要用于识别用户, 其结构参见表1。

各段信息连接顺序如下:

UserID‖ExpireTime‖ValidPeriod‖CreateTime

Cookie[“SSOUserToken”]中的实际内容以及通过Url传递给Web App的参数SSOUserToken的内容就是上述信息加密后的密文。

为了保证安全性, 单点登录系统的SSOUserToken无论是种Cookie还是传递过程中都是采用密文, 如果Web App是从Url参数取得SSOUserToken密文, 则在解密之前需要首先对内容进行转码, 然后再解密, 加密算法是采用对称加密, 加密键必须是8个英文字符, 所有参与单点登录的系统都要保证能够获得该加密键。

(2) 应用令牌 用于标识用户应当具备的权限等信息, 它以Session方式存在应用服务器的内存中, 安全性有保障。

这两种令牌都是临时身份凭证, 具有有效期属性, 各有其有效期:对于AppUserToken, 超过指定时间后不再有效, 此时应用系统需要在用户下一次访问其系统时使用SSOUserToken再次生成新的AppUserToken;对于SSOUserToken, 超过指定的时间后不再有效, 应用系统需要再次重定向到SSO系统登录页面进行验证, 以生成新的SSOUserToken。

2.2 集中认证服务

BrokerServer是一个独立的Web App, 主要功能是统一接受应用的身份认证和时间查询请求, 通过查询基础鉴权服务进行身份验证, 每次用户登录成功 (无论是否跳转) , BrokerServer将负责生成单点登录令牌送往Client端, 若应用BrokerServer在相同域中, 则SSOUserToken直接写入Client端Cookie中, 若不再同一域中, 则以URL参数返回。

BrokerServer的主要模块参见表2。

2.3 应用代理

应用代理程序WebAgent的设计思路是通过增加页面拦截器, 在页面显示给终端用户之前进行预先处理。它包括用户标识管理、加密解密、拦截器基类等单点登录基本功能接口, 该组件需要被单点登录的Web应用来引用来实现单点登录。

(1) 拦截器SSOModule逻辑

提供对Aspx页面的拦截, 如果AppUserToken不合法并且没发现从SSO传回的名为SSOUserToken的参数就重定向到SSO;如果发现SSO 传回的SSOUserToken参数, 则首先对其解码, 然后调用类SSOUserTokenManagement的方法CreateUserTokenInstance (..) 构建SSOUserToken类的实例。

(2) 用户标识管理

用户标识即SSOUserToken, 用来保存用户已登录信息。单点登录基础组件只提供对单点登录用户标识别即SSOUserToken的管理, 包含以下几个类:SSOUserToken类 (单点登录系统用户标识类) 、SSOUserTokenManagement (单点登录SSOUserToken操作类) 。

其中, SSOUserToken类主要包含用户身份及登录的信息, 核心成员如表3所示。

SSOUserTokenManagement类包含对SSOUserToken的操作方法, 核心成员如表4所示。

2.4 密钥管理及加密解密

密钥管理的核心功能是及时产生新的密钥, 提供给各单点登录成员系统, 保证密钥能送给各个系统同时保证密钥不泄露。

(1) 密钥产生与发布

由SSO WEB负责产生, 并写到SSO WEB的Config文件密文保存起来。当有系统要求提供密钥时由SSO WEB的Web Service, SSOService.asmx提供密钥查询接口, 如果原有密钥符合要求就直接返回, 如果原有密钥的时间过于陈旧则新产生一个密钥。

(2) 密钥接收与存放

普通WEB APP通过调用SSO SSOservice.asmx获得密钥后, 需要把密钥保存在本地, 以便提供系统效率。

(3) 加密解密

加解密使用DES算法, 为保证与Java平台一致, 要准确设置DES算法的Mode和Padding属性, 加密键的长度必须是8个英文字符, 涉及字节数组与string相互转换时使用UTF8。

3 应用系统接入方案

本SSO系统建成之后, 各应用系统需要作相应的改造来接入。目前Web应用主要包含基于.Net的平台及基于Java的平台, 以下分别阐述两种平台的具体接入方案:

3.1 基于.Net平台的应用

1) 继承SSOModule类, 重写IsAppTokenValid、Key属性和BuildAppToken () 方法。在BuildAppToken () 方法中用UserToken的UserID属性构建应用TOKEN并将它存在Session中, 在系统里其它地方在需要用户信息时只使用Session中应用TOKEN, 以减少对用户TOKEN的依赖。

2) 在Appication_start事件中将密钥从公用平台数据库读出写到Application变量中。

3) 在web.config配置文件中配置SSO系统的登录页面路径, 增加1中生成的截取筛选器。

3.2 基于Java平台的应用

1) 用与SSO系统一样的加密算法构建Java的加密解密模块。

2) 在Appication_start事件中将密钥从公用平台数据库读出写到Application变量中。

3) 为应用系统增加一个截取筛选器 (或叫前端过滤器) , 在筛选器里完成以下功能:

检查应用TOKEN;检查Cookie[“SSOUserToken”], 如无则转到SSO登录页面;解密Cookie[“SSOUserToken”]得到用户TOKEN, 用它来生成应用TOKEN;更新用户TOKEN的过期时间, 并将它加密写回Cookie[“SSOUserToken”];在配置文件中配置SSO系统的登录页面路径。

4 应用实例

基于BA-T模式的单点登录系统的实现技术如下, 系统采用微软的ASP.NET技术作为实现基础, 数据库则采用了微软的SQL2005数据库, 认证服务器采用微软的ActiveDirectory服务器, 模块的结构如图2所示。

用户首次访问应用系统1时, WebAgent将请求重定向到SSO单点登录服务器进行首次登录;SSO单点登录服务器则将该请求送至AD服务器进行验证, 若验证通过则将SSOUserToken送往客户端, 这样用户在访问应用系统2时, WenAgent就能识别SSOUserToken, 从而无须再作登录了。

通过实施单点登录认证服务, 解决了用户需要记住不同系统用户名和密码的问题, 不仅提升了用户体验, 提高了工作效率, 更重要的是在企业中建立了一套标准化用户管理流程, 允许分散于各地且采用不同技术的资源协同工作, 可以实现更高层次的业务, 动态按需构建应用程序, 提升代码重用率, 更易于集中企业控制。

5 结束语

现有的单点登录技术有很多种, 也都有了相应的商用产品, 但这些产品并不能完全满足不同用户的需求, 比如不同的企业, 对用户信息的集中程度、旧系统的兼容程度和单点登录实现方式等, 都有不同的要求。本文主要针对Web方式下跨域单点登录系统进行研究, 提出基于经纪人、代理、双令牌混合模式的轻量级、灵活的跨域单点登录系统, 综合了集中管理、灵活、安全的优势, 开发量适中, 很好地实现了各Web应用系统在同一域内及跨域的单点登录的功能。已在一金融企业内使用C#平台进行实施, 目前该系统运行良好。

参考文献

[1]Huang HE, Shan Zhiguang, Huang Dongquan.Scalable single sign onSystem[J].Journal of Southeast University:English Edition, 2007, 23 (3) :465-468.

[2]申婷, 李晖, 于明喆.基于令牌的单点登录协议及其形式化分析[J].西安电子科技大学学报:自然科学版, 2006, 33 (5) :792-796.

[3]杨文波, 张辉, 刘瑞.基于Cookie的门户系统单点登录模型[J].计算机应用研究, 2006, 23 (8) :100-101.

[4]陈东, 尹建伟.支持多模式应用的分布式SSO系统设计与实现[J].计算机应用研究, 2007, 24 (4) :276-278.

[5]刘东伟, 王成良.一种结合Multi-Agent的单点登录模型[J].微计算机信息, 2006, 22 (6) :115-117.

BA系统 篇4

1 BA系统调试概述

BA系统调试有两个前提条件, 需特别注意。第一, BA系统本身及其受控设备安装完毕, 且测试数据满足BA系统的工艺要求。例如, 空调系统中, 风机的单机运行必须正常, 空调制冷/制热量必须满足实际要求, 风机接入BA系统所需的接口必须满足要求, 必须有每个配电箱的二次回路图纸, 且图纸上必须标明预留的BA系统接口的接线端编号和名称。

第二, 在BA系统调试前, 暖通、水电和空调等相关单位需要通过其自身各项功能的验收, 比如暖通、空调单位需要做风管的风平衡测试, 在变风量风阀全开和风机满负荷运行的前提下, 每个房间出风口的风量要达到暖通设计的最大风量要求等。

在具有调试条件的基础上, 调试工程师才能开始调试工作。

(1) 系统调试前的准备

(1) 进行单点线路检测, 出具检测表格。

(2) 进行调试环境条件的检查。系统的调试环境、工业卫生条件应符合设备使用说明书的规定。如无规定则要满足如下条件:主控设备宜设置在防静电的场所内;现场控制设备应避开电磁干扰源或采取防干扰措施;线路敷设也应避开电磁干扰源或采取防干扰措施, 如与干扰源线路垂直交叉;环境相对湿度为10%～85%, 无结露现象;环境温度为0℃～40℃。

(3) 进行电源检查, 包括对系统供电电源和接地的检查。系统的接地电阻不应大于4Ω, 联合接地的电阻不应大于1Ω。系统电源供电电压波动不大于±10%, 频率变化不大于±1Hz, 波形失真度不大于20%。

(4) 进行设备外观和安装状况的检查。

(2) 系统调试程序

BA系统的调试通常按图1所示程序进行。

现场调试将被分为如下所述的六大步骤:检查和调试场外的控制箱;安装检查和签字;安装软件和控制器通电;现场调试和终端调试;自动和组合调试;持续系统操作。

这些步骤需由有经验的、训练有素的工程师来负责。这些步骤的作用是简化整个系统验收前的调试程序。最后的验收建立在对每个点的场外控制器、子系统和整个系统的操作调试之上。

2 现场实际需求分析与控制流程

该行BA系统DDC控制箱共19个。系统调试的前期准备分为三步, 即场外控制箱的检查和调试、现场电缆调试, 以及装载软件和接通电源。

(1) 场外控制箱的检查和调试

调试步骤如表1所示。

调试设备及工具如表2所示。

(2) 现场电缆调试

调试步骤如表3所示。调试设备及工具如表4所示。

(3) 装载软件和接通电源 (调试步骤与工具略)

3 该行BA系统实际特点分析与调试方案

该行BA系统分为十个系统, 包括空调系统、给排水系统、通排风系统、公共照明系统, 以及通过协议接口方式采集数据的冷/热源系统、配电系统、智能照明系统和能量计量系统等。

(1) 空调系统

空调系统包含8台带变频器的低温送风四管卧式空气处理机 (VAV) 、5台带变频器的四管卧式空气处理机、2台带变频器的二管带转轮卧式空调机组、1台四管立式空气处理机、3台四管带加湿新风处理机、3台四管新风处理机、3台二管带加湿新风处理机。系统调试内容如下:

◆每台空调机的运行状态、故障报警、手/自动转换、回风温度、滤网报警、设备启停和水阀控制;

◆每台新风机的运行状态、故障报警、手/自动转换、送风温度、滤网报警、设备启停和水阀控制。

(1) 管道温度、温湿度、压力传感器

调试步骤如表5所示。

调试设备及工具包括0℃～50℃的温度计和手提式计算机。

(2) 风机压差开关

调试步骤如表6所示。

调试设备及工具包括万用表和手提式计算机。

(3) 初效过滤网压差开关

调试步骤如表7所示。

调试设备及工具包括万用表和手提式计算机。

(4) 调节阀、水阀和风阀

调试步骤如表8所示。

调试设备及工具包括万用表和手提式计算机。

(5) 开关型蝶阀 (楼层总管阀门) 和水阀

调试步骤如表9所示。

调试设备及工具包括万用表和手提式计算机。

(6) DO和DI状态点

DO和DI状态点包括设备的运行状态、故障报警、手/自动状态、启/停, 其调试步骤如表10所示。

调试设备及工具包括工作站和手提式计算机。

(2) 给排水系统

调试内容:

◆生活水箱、生活水池和消防水池的超高、高、低和超低液位;

◆集水井的高、低液位;

◆消防喷淋泵和排污泵的运行状态、故障报警;

◆3套生活变频水泵工频/变频运行状态、故障状态、变频反馈及水流压力值。

(1) 液位开关

调试步骤如表11所示。

调试设备及工具包括万用表和手提式计算机。

(2) DO和DI

DO和DI的调试方法同空调系统的DO和DI。

(3) 通排风系统

调试内容包括:低噪声离心风机的手自动状态;运行状态;故障报警;设备启停;DO和DI。

(4) 公共照明系统

调试内容包括:公共照明的运行状态;故障报警;设备启停;DO和DI。

4 系统调试及计算机界面调试

系统调试及计算机界面调试的主要内容是把每一个点连到正确的位置, 确保监测点都能随实际情况的变化而变化、控制点可以控制。

系统调试持续进行240小时。从调试开始起, 即启动“log”记录所有有关的错误。如系统可靠记录多于98%, 即可视为测试成功。

5 系统测试参考标准及文献

BA系统 篇5

关键词：生活供水,BA,节能,效益

一、引言

为创造一个高效、节能、舒适、高性能价格比、温馨而安全的工作环境;为提高管理水平,达到节约能源、节约人工成本,延长生活供水系统机电设备的使用寿命的目的,河南投资大厦特将BA引进了生活供水控制管理系统。

通常管理者对于生活供水采用局部小循环自动控制。其工作原理如表1。

这种工作方式是目前比较通用的供水方式,它不可能根据整个大楼的实际用水情况对生活水泵进行控制,在任何用水条件下,它的控制方式均相同,浪费大量的电力能源和水资源。

所以结合目前的先进的楼宇自动控制技术及投资大厦的特点,决定对供水系统采用全自动的自动控制,即大循环控制,其工作原理如表2。

由于使用了BA系统对供水压力进行检测和比对,在整个楼宇用水的不同阶段,对供水泵进行变频控制,满足不同供水环境。这样就可以做到最大程度的满足用户的使用,最大限度地满足能源和水资源的节约。实践证明:投资大厦BA控制生活供水系统,降低了生产和劳动力成本,有效地提高了经济效益,提高了社会效益。

二、水泵变频器控制节能原理

图1为水泵用阀门控制时,当流量要求从Q1减小到Q2,必须关小阀门。这时阀门的摩擦阻力变大,管路曲线从R移到R′,扬程则从Ha上升到Hb,运行工况点从a点移到b点。

图2为调速控制时,当流量要求从Q1减小到Q2,由于阻力曲线R不变,泵的特性取决于转速。如果把速度从n降到n′,性能曲线由(Q-H)变为(Q-H)′,运行工况点则从a点移到c点,扬程从Ha下降到Hc。

根据离心泵的特性曲线公式:

式中:N—水泵使用工况轴功率(k w)

Q—使用工况点的流量(m3/s);

H—使用工况点的扬程(m);

R—输出介质单位体积重量(kg/m3);

η—使用工况点的泵效率(%)。

可求出运行在b点泵的轴功率和c点泵的轴功率分别为:

也就是说,用阀门控制流量时,有ΔN功率被损耗浪费掉了,且随着阀门不断关小,这个损耗还要增加。而用转速控制时,由于流量Q与转速n的一次方成正比;扬程H与转速n的平方成正比;轴功率P与转速n的立方成正比,即功率与转速n成3次方的关系下降。如果不是用关小阀门的方法,而是把电机转速降下来,那么在转运同样流量的情况下,原来消耗在阀门的功率就可以全避免,取得良好的节能效果,这就是水泵调速节能原理。

三、概况

河南投资大厦是河南省发改委新建的5A级智能化办公大厦,总建筑面积95959平方米。其中,A座写字楼地上2 7层、地下2层,B座酒店地上15层、地下2层。生活水泵房等相关设备机房设置在大厦负二层。

该大厦生活水系统由6台三组分别为18.5、15、11KW各2台生活水泵机组、循环软启动变频柜、压力仪表、管路系统等构成。

投资大厦的生活供水控制管理内容如下:

高区A座写字楼16层以上由两台18.5KW变频水泵供水,4-15层中区由两台11KW变频水泵供水,中区B座酒店由两台1 5 K W变频水泵供水,A、B座4层以下低区由市政自来水供水。

为了确保现场的用水及电机的使用寿命,经过多次现场实际测量和试验,最后对变频器的最低和最高频率进行限制,分别设定为30Hz和50Hz。楼宇自控控制器根据采集的现场管网压力信号及其它相关信号,再根据水泵系统本身的运行情况,然后决定运行哪台水泵及怎样运行。

根据供水量情况,把变频器的工作频率上下限设定为水泵基频,即频率变化范围控制在30-50Hz,在此范围内水泵运行频率和电机电压成正比(及与变频器输入频率成正比)。

变频器由DDC远程控制时,启动是由DDC向变频器输出信号,启动变频器。在恒压调节时,DDC处理器把检测到的压力信号作为反馈值,与PID运算的压力设定值(由调度人员根据情况在上位机软件上设定)进行比较,再经过PID运算得到调节后的修正值,输出到变频器,作为自控方式下变频器的频率控制信号,由于该信号是相对变频器工作频率上限的百分比,所以变频器将输入信号进行内部运算后转为真实工作频率。

为了节能,达到延长设备的使用寿命,BA系统对每组2台生活水泵进行变频控制,并进行时序切换。

四、全变频节能运行

投资大厦采用的全变频运行水泵与1台变频器控制多台水泵(见系统图1)不同,系统采用全变频(见系统图2)后,对系统的稳定及整个系统的供水质量产生巨大的变化,整个系统稳定、舒适、经济、节能。

河南投资大厦的每组2台变频泵的工作情况如下:

平时1台泵变频供水,当1台泵供水不足时,B A系统发出命令再变频启动第2台泵。若用水量减少,按启泵顺序依次停止水泵,直到最后1台泵变频恒压供水延时运行,直到系统没有用水,将停止所有水泵,注意,为了确保水泵运行时间的均匀,在每次启动及停止水泵时,都会以水泵的运行时间为基准。

另外系统具有定时换泵功能,若某台泵连续运行超过24小时,BA可自动停止该泵切换到下一台泵继续变频运行。换泵时间由程序设定,可按要求随时调整。这样可均衡各泵的运行时间,延长整体泵组的寿命。

五、小流量节能运行

当变频供水系统在小流量或零流量的情况下,比如在夜间用水低谷时,系统内的用水量很小,此时水泵在低流量下运行,水泵效率大大降低,造成一定的能耗浪费。例如对河南投资大厦的生活用水系统,生活主泵功率为18.5kW,系统的零流量频率f0一般为30~35Hz,故在夜间小流量时,采用主泵变频供水效率较低。

这就涉及供水系统在小流量或零流量时的节电问题,一般可以采取4种方案:(1)变频主泵+工频辅泵;(2)变频主泵+工频辅泵+气压罐;(3)变频主泵+气压罐;(4)变频主泵+变频辅泵。

从节能、投资角度看第4种方案更为适宜,河南投资大厦即采用该方案:变频主泵+变频辅泵。在原变频主泵基础上,再配备2台小泵专用在夜间或平时小流量时变频供水,一般选择小泵流量为3~6m3/h,楼层越高,流量可适当选择大些。小泵功率一般为1.5~3kW,小泵的扬程按主泵扬程或略低于主泵扬程即可。平时系统运行于主泵循环变频供水模式,系统用水量减小时,主泵频率逐渐降低,当频率低于小流量频率时,BA系统发出低频切换信号,延时2分钟,系统自动进入小泵变频供水模式。当用水量增大,小泵流量不能满足系统需要时,BA系统发出满频信号,延时5分钟,系统自动返回主泵循环变频供水模式。

六、先进性、经济效益和社会效益

先进性:

大厦采用BA对整个供水系统进行监测和控制,是系统自动化发展的趋势,不仅提升了大厦的智能化程度,还体现了未来系统集成的优越性和先进性。

经济效益:

以河南投资大厦变频供水系统为例,生活主泵配WILO MV13210-3立式多级泵2台,单台Q=80m3/h,H=125m,N=18.5kW,小泵配MV1214立式多级泵1台,Q=2 m 3/h,H=8 5 m,N=1.5 k W。在用水非高峰时,主泵运行小流量频率平均为30Hz,电流为6.5A,采用小泵时小流量频率平均为35Hz,电流为2.5A,按每天小流量运行时间15h计算,每套设备每年可节电约3800kWh。

社会效益:

数据中心空调BA控制方案的探讨 篇6

所谓BA系统就是对空调系统 (也可以是其他专业的系统) 所有电动设备进行点对点手动、一键启停半自动和智能全自动操控, 并对系统的运行状态进行实时全面监控, 集监视与操控为一体的智能化自动控制系统。然而, 目前我国的设计单位在数据中心的设计内容中通常并不包含BA系统的设计, 仅对BA系统提供一些基本的控制逻辑要求, 具体的设计内容往往是由BA专业施工单位来完成 (即所谓包设计包施工) 。但他们对暖通专业的基本概念和控制要求了解不深, 又与设计单位暖通专业设计人员缺乏细致的沟通, 导致最终完成的BA系统经常会出现这样或那样的问题而无法达到预期的监控效果。

近年来, 较大型的数据中心空调主制冷系统的冷站, 多数是以冷水机组 (简称冷机) 、板式换热器、冷却水泵和冷冻一次泵一一对应组成的相对独立的制冷组 (简称冷组) , 并将各冷组并联组成制冷主回路, 同时与备用冷源蓄冷罐 (简称冷罐) 相连, 通过冷冻二次变频泵组 (简称变频泵组) 为机房提供所需冷量。而BA系统则需具备对上述各冷组实施自动轮值和故障切换的功能, 并根据系统所需冷量对其进行自动加减冷组控制, 在断电 (冷组无法工作) 时使系统自动切换至冷罐放冷模式, 恢复供电时系统自动恢复至正常供冷状态, 且使冷罐切换至蓄冷模式。当季节变化时, 各冷组能根据室外气候条件自动切换夏季制冷和冬季节能运行模式。同时BA系统还能对变频泵组实施自动轮值和故障切换, 且可根据机房末端系统所需冷量对该泵组进行水泵变频 (即变流量) 和自动加减泵控制。本文所探讨的主要内容是指BA系统为完成上述控制所依据的控制参数的选择。

首先是加减冷组的自控程序。目前, BA系统常根据供水温度和冷机运行电流百分比 (简称冷机电流比) 两个参数共同来控制加减冷组程序, 即当供水温度达到设定高限值以上一定时间, 同时冷机电流比达到设定高限值以上一定时间, 则系统进入加冷组程序;反之, 当供水温度达到设定低限值以下一定时间, 同时冷机电流比达到设定低限值以下一定时间, 则系统进入减冷组程序。然而当系统投入运行时往往会出现较大的偏差。原因是数据中心的空调系统不同于其他空调系统仅在夏季工况运行, 而是全年365天不间断运行, 其运行时的室外工况横跨全年四季。因此随着室外气象条件的不断变化, 冷却系统的冷却水温也在不断变化, 而冷却水温的改变会导致冷机的冷效发生较大的差异, 冷机在同样制冷量的情况下运行的电流比会出现较大幅度的变化, 冷水机组的这一特性也就是我们通常所说降低冷却水温会提高冷机能效比的真正原因。另外, 即使在夏季工况, 冷机电流比也并不完全与冷机制冷量成对应的线性正比关系, 它还与冷机的其他参数有关, 比如离心式冷水机组就同时与其叶阀开度有很大的关系, 当冷机电流比相同而叶阀开度不同时, 其制冷量是完全不同的。以上两点就是采用冷机电流比作为加减冷组控制参数会造成较大控制偏差的根本原因。

其次是变频泵组的自控程序。现行BA系统常以机房末端空调供回水系统的压差来控制变频泵电机运转频率, 从而改变水泵流量。即当系统末端所需冷量增加, 末端电动阀开大, 系统阻力减小, 压差降低, 则指示水泵增频, 流量加大。反之, 所需冷量减少, 末端电动阀关小, 系统阻力增大, 压差升高, 则指示水泵减频, 流量减少。而加减泵程序则是根据泵频来控制, 当运行泵频达到高限值一定时间后则启动加泵程序, 当运行泵频达到低限值一定时间后则启动减泵程序。上述控制方式理论上是可行的, 无可厚非, 但是实际运行时仍会出现较大偏差。常出现供回水温差仅为2℃～3℃, 与设计要求的5℃～6℃相差甚远, 无法实现节能运行的目的。其主要原因一方面数据中心的建设规模较大, 所有管道系统均是按照满负荷状态设计和施工的, 但初期投入使用的负荷较小, 往往仅为设计负荷的10%～30%, 而交付使用的压差设定值为满载运行的设定值;另一方面末端空调设备电动阀控制精度误差过大所致。

众所周知, 对于空调水系统而言, 系统冷量与水流量成正比, 且与系统供回水温差成正比, 即三者存在以下关系:

其中, Q为系统冷量, k W;G为系统水流量, kg/s;tg为系统供水温度, ℃或K;th为系统回水温度, ℃或K;C为水比热 (C=4.187 k J/ (kg·K) ) , 为定值常数。

由上式可以看出, 当得知系统水温量G和供回水温差 (thtg) 的确切值时, 即可通过上式准确计算出系统冷量Q, 当流量G为一个不变的定值时, 供回水温差 (th-tg) 值与系统冷量Q值呈线性正比关系, 即此时的供回水温差的大小可以准确代表系统冷量的多少。

对冷站中相对独立的每个冷组而言, 其冷冻一次泵通常都是采用定频定流量泵, 各冷组中的冷冻水量都是一个相对固定的量, 因此采用冷机冷冻供回水温差 (或称进出水温差) 来代替原设计的冷机电流比, 并与冷机冷冻供水温度 (或称出水温度) 来控制冷组的加减, 其准确性更高。即当冷机供水温度高于设定高限值一定时间, 同时其供回水温差也高于设定高限值一定时间, 说明系统供冷量小于系统需冷量, 则系统开启加冷组程序以增大供冷量;反之, 当冷机供水温度低于设定低限值一定时间, 同时其供回水温差也小于设定低限值一定时间, 说明系统供冷量大于系统需冷量, 则系统开启减冷组程序以减小供冷量, 使系统始终保持供冷与需冷的平衡。

对变频泵组的控制, 我们同样可以用机房末端空调供回水系统的温差取代压差来控制变频泵电机的运转频率, 以达到控制水泵流量的目的。根据式 (1) , 当机房末端空调水系统流量G相对稳定时, 供回水温差 (th-tg) 减小, 说明系统所需冷量Q减小;反之说明系统所需冷量Q加大, 因此我们可以根据系统供回水温差 (thtg) 的变化, 及时调整水泵频率, 改变水泵流量G。即当供回水温差减小, 系统需冷减小, 则系统指示降低泵频, 减小流量;反之则系统指示提高泵频, 加大流量;使系统供回水温差始终稳定在设计 (或设定) 要求范围内。而加减泵程序仍可根据泵频来控制, 但需增加一个强制减泵程序, 即当系统供水压力达到设定高限值时, 无论泵频状态如何, 系统均应立即减泵, 直至水压降至高限值以下。

综上所述, 式 (1) 是暖通冷 (热) 水系统冷 (热) 量计算的基本公式, 也是冷 (热) 水系统运行状况分析的基本依据, 而供回水温差则是我们分析冷 (热) 水系统运行状况常用的重要参数之一。因此, 数据中心BA系统采用供回水温差作为空调系统加减冷组和二次冷冻水泵变频 (变流量) 的控制参数, 设计更为清晰合理, 调试更为直观简便, 控制更为迅速精准, 运行更为经济可靠。

摘要：对BA系统的定义、功能、特点等作了介绍, 探讨了数据中心空调BA的控制方案, 着重对加减冷组的自控程序和变频泵组的自控程序进行了参数选取分析, 促使数据中心BA系统设计更为合理、调试更为简便、运行更为经济。

BA系统 篇7

谣言的传 播无处不 在 , 并且会给 人们的日 常生活带 来较大的 负面影响 , 有些谣言 甚至还扰 乱了正常 的社会秩 序[1]。 因此 , 研究谣言 的传播机 理及其防 控策略具 有重要的 理论及现 实意义 , 并已经受 到了国内 外研究者 的广泛关 注[2]。 另外 , 借助于复 杂网络理 论研究病 毒的传播 动力学行 为已经开 展的比较 深入 , 通过对比 分析谣言 和病毒的 传播特性 , 研究者发 现两者的 传播过程 存在相似 之处 , 于是将病 毒传播模 型应用于 谣言传播 动力学研 究之中 , 取得了大 量的研究 成果[3,4,5]。

近年来 , 随着微博 、微信 、博客和网 络论坛等 社交媒体 的迅猛发 展 , 网络谣言 大肆泛滥 , 研究者试 图通过分 析网络谣 言的传播 机理来探 讨有效应 对其传播 的防控策 略 。 Zhao等[6]采用均匀 网络来描 述社交媒 体网络的 拓扑结构 , 提出了一 种新的SIR模型来分 析谣言的 传播行为 , 并探讨了 遗忘机制 对谣言在Live Journal上传播特 性的影响[7]。 Wang等[8]把社交媒 体抽象为 一种传播 媒介 , 构造了一 种新的SIR模型 , 从整体角 度探讨了 社交媒体 对谣言传 播特性的 影响 。 Han等[9]提出了一 种能量模 型来研究 谣言在社 交网络上 的传播机 制 , 分析了影 响谣言传 播动力学 的某些关 键因素 。 Zhao等[10]建立了一 种新的传 播模型ISRW, 得到了控 制社交媒 体中的谣 言传播对 防控谣言 在人群中 传播至关 重要等结 论 。 文献[11]结合社交 网络特点 并考虑潜 伏期机制 建立了一 种新的谣 言传播模 型 , 并给出了 一种基于 重要熟人 的免疫机 制 。

与其他类 型的社交 媒体相比 , 微博在人 们日常生 活中的使 用最为广 泛 , 因此在传 播谣言方 面所起的 作用也最 明显 。 然而 , 目前涉及 到微博谣 言传播动 力学方面 的研究还很 少出现[12]。 Wang等[13]提出了一 种微博用 户关系网络演 化模型 , 基于该模 型研究了 微博谣言 的传播动 力学行为 。 上述研究 中 , 微博谣言 的传播环 境仅局限 于微博用 户网络 , 事实上 , 微博谣言 不仅在微 博用户之 间进行传 播 , 而且还会 直接在人 群中进行 传播 。 因此 , 微博谣言 的实际传 播环境同 时涉及到 微博用户 网络以及 真实的人际关系网络, 即为两类网络的融合。 与单一网络相比, 这种融合网络必将影响微博谣言的传播动力学行为。

为了更加 客观地刻 画微博谣 言的传播 环境 , 进而获取 更为真实 的微博谣 言传播机 理 , 本文基于BA无标度网 络 (用于刻画 真实的人 际关系网 络 ) [14], 提出一种 微博谣言 传播网络 模型 。 该模型随 机选取BA无标度网 络中的部 分节点来 代表微博 用户 , 并为这部 分节点分 别赋予吸 引度 , 随后根据 节点吸引 度添加微 博用户之 间的关注 。 为分析本 文所提网 络模型上 的微博谣 言传播特 性 , 结合该模 型的具体 特点 , 本文构造 一种新的SIR微博谣言 传播模型 。 数值分析 表明 , 微博用户 规模以及 节点间新 建连接数 量的增大 不仅大幅 降低网络 的传播临 界值 , 而且还会 加速微博 谣言的传 播 , 进而增大 微博谣言 最终的感 染程度 。 研究还发 现 , 添加关注 时的反向 连接概率 以及最大 吸引度节 点比例对 微博谣言 传播特性 基本没有 影响 , 而微博用 户之间的 信任程度 对防控谣 言传播起 着重要作 用 。

1微博谣言传播网络模型

本文采用BA无标度网 络来刻画 人际关系 网络[14], 网络的规 模为N1, 从中随机 选取N2 ( N2≤N1) 个节点作 为微博用 户 , 令f1为后者与 前者的比 值 。 为描述微 博用户之 间相互添 加关注的 情况 , 给N2中的每一 个节点都 赋予一个 吸引度 , 一个节点 被选择添 加关注的 概率取决 于该节点 的吸引度[13]。 考虑到少 部分微博 用户能够 拥有较大 吸引度的 实际情况 , N2个节点吸 引度的赋 予方法如 下 : (1) 从N2个节点中 随机选取f2N2个节点 , 被选取的 任意一个 节点i的吸引度ai均设定为1; (2) 对于剩余 ( 1 - f2) N2个节点中 的任意一 个节点i的吸引度ai, 使之满足0~1之间的均 匀分布 。

假设N2个节点中 的所有节 点都想要 添加关注 的节点 , 从这N2个节点中 选取想要 添加关注 的节点及n个要被关 注的对象 节点 , 选取节点i的概率为Pi, 其表达式为即节点的 吸引度越 大 , 被添加关 注的概率越大 , 这主要考 虑到一个 微博用户 关注其他 微博用户 时通常具 有较强的 目的性 , 随机选择 其他微博 用户添加 关注的概 率非常小 。 从谣言传 播的角度 考虑 , 无论节点i和节点j之间原先 是否存在 连接 , 由于微博 的影响都 将新增一 条由节点i指向节点j的有向连 边 , 这里的方 向是指谣 言借助于 微博网络 能够由节 点i传播给节 点j, 对于上述 新建立的 每一条有 向连接都 以概率 μ 为其添加 反向关注[13]。 假如节点i和节点j之间有边 相连 , 由于两节 点本已彼 此熟悉 , 可令反向 关注概率 μ=1。

由上述微 博谣言传 播网络的 生成过程 可知 , N2个节点中 的两个节 点之间的 连边可以 有两条 , 一条是人 际关系网 络中的连 边 , 另一条是 因微博用 户之间相 互关注而 建立的连 边 。 因此 , 一个健康 者和一个 感染者之 间既可以 通过直接 接触来传 播谣言 , 也可以依 靠微博建 立的联系 来传播谣 言 。 显然 , 当N2个节点中 的两个节 点之间存 在两条连 边时 , 谣言被传 播的可能 性也会大 幅增加 。

2SIR微博谣言传播模型

在本文建 立的微博 谣言传播 网络中存 在两类连 接 , 一类是人 与人之间 直接建立 的连接 , 一类是人 与人之间 通过微博 建立的连 接 。 从谣言传 播的角度 考虑 , 前者是双 向连接 , 后者可能 是双向或 单向连接 。 对于两节 点间双向 连接的情 况 , 谣言可以 在两节点 间任意传 播 ; 如果两节 点之间存 在一条有 向连边 , 谣言只能 从连边的 起点传播 给连边的 终点 。 考虑到节 点间存在 两种不同 连接的影 响 , 本文引入 两种感染 概率 λ 和 βλ (0<β<1) 。 谣言的传 播过程如 图1所示 。

由图1可知 , 谣言的具 体传播规 则如下 :

( 1 ) 如果一个 健康节点 和一个原 来就已经 连接的感 染节点接 触 , 该健康节 点就以概 率 λ (有效传播 率 ) 被谣言感 染 。

( 2 ) 如果一个 健康节点 通过新建 连边与一 个感染节 点接触 , 并且这两 个节点之 间原来就 有边相连 , 则该健康 节点就以 概率 λ 被谣言感 染 。

( 3 ) 如果一个 健康节点 是一条考 虑微博作 用后新建 连边的终 点 , 该连边的 起始点为 一个感染 节点 , 则该健康 节点将以 概率 βλ 被谣言感 染 , 这里主要 考虑到微 博用户之 间存在一 个信任程 度的问题 。 两节点之 间彼此越 熟悉 , 相互之间 就越信任 , β 的取值越 大 。

( 4 ) 如果一个 感染节点 接触到另 一个感染 节点或免 疫节点 , 该感染节 点就以概 率 σ 转变为免 疫状态 。

( 5 ) 考虑到遗 忘或不愿 意再传播 谣言的情 况 , 一个感染 节点将以 概率 δ 转变为免 疫状态 。

从上述规 则可知 , 本文提出 的SIR模型不仅 考虑了谣 言在真实 人际关系 网络中传 播 , 而且还考 虑了谣言 借助于微 博在人群 中传播 , 显然更加 符合微博 谣言的实 际传播环 境 。 由于微博 的存在增 加了人际 关系网络 中的连边 数量 , 也就是增 加了微博 谣言可能 的传播途 径 , 因此谣言 在人群中 传播爆发 的概率将 会增大 。

3数值仿真

本节通过 数值仿真 , 深入分析 谣言在本 文所提微 博谣言传 播网络模 型上的传 播动力学 行为 , 仿真过程 中用到的 相关参数 定义如下 :λc为网络的 传播临界 值 , Rk ( t ) 为t时刻网络 中度为k的免疫节 点密度 , 其稳态值 表示为Rk ( ∞ ) , 网络中稳 态时微博 谣言的感 染程度则 定义为R ( ∞ ) , 因此有R ( ∞ ) Σkp ( k ) Rk ( ∞ ) 。 仿真过程 中 , BA无标度网 络[14]的节点数N=8 000, 初始节点 数m0= 4 , 节点的最 少边数m=3, δ=1, σ=0.2。 当谣言开 始传播时 , 随机选取 网络中的 一个节点 作为初始 感染节点 。 仿真结果 均为30次独立运 行所得数 据的平均 值 。

图2所示为p1取值不同 的情况下 , 稳态时的 微博谣言 感染程度R (∞) 随有效传 播率 λ 的变化 , 其中f2= 0 . 7 , n = 5 , μ = 0 . 6 , β = 0 . 3 。 图2表明 , 微博用户 的规模越 大 , 网络的传 播临界值 λc越小 , 而微博谣 言的感染 程度越大 , 这说明了 与传统谣 言相比 , 微博谣言 更容易在 人群中传 播 , 并且能够 感染更多 的人 , 其原因在 于微博用 户越多 , 微博谣言 在人群中 的传播途 径就越多 , 从而导致 了其能够 在人群中 大肆泛滥 , 这充分表 明了微博 在谣言传 播过程中 扮演着重 要角色 。 因此 , 当谣言开 始在人群 中传播时 , 如何减少 微博的影 响是整个 谣言防控 过程需要 考虑的问 题 。

图3给出了p2取值不同 的情况下 , 稳态时的 微博谣言 感染程度R (∞) 随有效传 播率 λ 的变化 , 其中f1= 0 . 2 , n = 5 , μ = 0 . 6 , β = 0 . 3 。 图3表明 , 尽管部分 节点具有 较大的吸 引度 , 但是并不 会影响网 络中最终 的感染节 点密度以 及网络的 传播临界 值 。 一个节点 的吸引度 大意味着 该节点能 够拥有较 多的粉丝 , 进而将会 加快谣言 的传播 , 但是却不 会改变谣 言的传播 特性 , 这充分显 示了在对 网络谣言 进行防控 时 , 仅仅屏蔽 那些少量 的 、 拥有较多 粉丝的微 博用户是 远远不够 的 。

图4给出了n取值不同 的情况下 , 稳态时的 微博谣言 感染程度R (∞) 随有效传 播率 λ 的变化 , 其中f1= 0 . 2 , f2= 0 . 2 , μ = 0 . 6 , β = 0 . 3 。 图4表明 , 当有效传 播率 λ 的取值较 小时 , 随着微博 用户添加 关注的增 加 , 谣言爆发 的概率及 被感染节 点的密度 都会显著 增大 , 但是这种 变化趋势 随 λ 取值不断 增大而趋 于一致 。 这表明微 博谣言本 身固有的 传播能力 对其最终 的传播特 性具有重 要的影响 。 为了提高 微博谣言 的防控效 果 , 应当采取 措施尽可 能地降低 其自身具 有的感染 能力 。

图5给出了 μ 取值不同 的情况下 , 稳态时的 微博谣言 感染程度R (∞) 随有效传 播率 λ 的变化 , 其中f1= 0 . 2 , f2= 0 . 2 , n = 5 , β = 0 . 3 。 图5表明 , 反向连接 概率 μ 取值的变 化对微博 谣言传播 特性的影 响较小 , 这表明微 博用户之 间是否添 加反向关 注基本不 改变谣言 的传播机 理 , 意味着仅 仅依靠微 博用户之 间的单向 连接就能 够使得谣 言在人群 中大范围 传播 。 由此可知 , 通过限制 微博用户 之间添加 反向连接 达不到较 好地控制 谣言传播 的目的 。

4结论